قسم الكيمياء يناقش رسالة ماجستير تبحث في إيجاد طريقة طيفية بسيطة وجديدة لتقدير عقاري  Thia HCl و FA  

ناقش قسم الكيمياء رسالة الماجستير الموسومة ( تصميم وايجاد الظروف الفضلى كيمومتريا بطريقة طيفية جديدة لتقدير بعض العقاقير في صيغتها النقية ومستحضراتها الصيدلانية ) للطالبة  (رسالة عبد الستار صالح ) التي انجزتها تحت اشراف (أ.د. سرمد بهجت ديكران )

ونوقشت الرسالة من قبل اعضاء لجنة المناقشة :

• أ.د. عباس نور محمد           ( رئيساً ).

• أ.د. منير عبد العالي           ( عضواً).

• أ.م.د. انتظار داود سليمان (عضواً).

• أ.د. سرمد بهجت ديكران           (عضوا و مشرفا)

و تهدف هذه الدراسة الى إيجاد طريقة طيفية  بسيطة وجديدة لتقدير عقاري  Thia.HCl وFA  بوساطة:

1. تفاعل الأزوتة والاقتران

     يتم من خلال اما ازوتة الكاشف يليه تفاعل الاقتران مع العقار او ازوتة العقار ومن ثم الاقتران مع الكاشف وتمت هذه الدراسة بالحصول على الظروف المثلى بطريقتين:

• طريقة المتغير الاحادي (الكلاسيكية).

• طريقة تصميم التجربة (DOE) لدراسة المتغيرات المتعددة أنياَ واستعمال البرامج الاحصائية.

2. التقدير الاني للعقارين في مزيجهما باستعمال مطيافية المشتقة

تطوير طريقة طيفية لتقدير العقارين بصورة انية في مزيج لهما عن طريق استعمال مطيافية المشتقة. ومن خلال هذه الطريقة تم استعمال نمط المشتقة الاولى والثانية والثالثة. وتطبيق الطريقة المقترحة لتحليل وقياس الادوية بشكلها النقي وفي المستحضرات الصيدلانية.

وتم في هذه الدراسة تطوير طريقتين طيفيتين جديدتين لتقدير عقاري ثيامين هيدروكلوريد وحامض الفوليك كل على حده وكلاهما بشكل أنى بصيغتهما النقية وفي مستحضراتهما الصيدلانية. قسمت الرسالة الى ثلاث فصول :

اذ تضمن الفصل الاول إلقاء نظرة عامة  عن مطيافية الاشعة فوق البنفسجة المرئية ونبذة عن الخصائص الاساسية لعقاري ثيامين هيدروكلوريد (Thia.HCl ) و حامض الفوليك (FA) وعن الكاشف 4-امينو انتي بايرين (4-AAP) مع توضيح عام لتفاعل الأزوتة بالإضافة الى عرضاً للطرائق المختلفة المذكورة في الادبيات الخاصة بتقدير العقارين قيد الدراسة بطرائق مختلفة.

كما يتضمن هذا الفصل  كذلك على شرح مفصل لأسلوبين  مختلفين تم الاعتماد عليهما للوصول الى الظروف الفضلى، وهما أسلوب المتغير الاحادي، واسلوب المتغيرات المتعددة (تصميم التجربة). كما وتم في هذا الفصل إعطاء فكرة حول مطيافية المشتقة التي تم الاعتماد عليها في التقدير الاني للعقارين مع ذكر الهدف من هذه الدراسة.

اما الفصل الثاني فقد تناول وصف تفصيلي لطريقة طيفية تعتمد على  تفاعلي الأزوتة والاقتران لتكوين صبغة الازو المستقرة و إمكانية تطبيقها في التقدير الطيفي للعقارين قيد الدراسة. اذ تضمن هذا الفصل الجزء العملي الذي يشمل وصف المواد الكيميائية والاجهزة المستخدمة وتحضير محاليل  الكواشف المستخدمة والمحليل القياسية للعقارين مع الجزء الخاص بالنتائج والمناقشة.

وقد أظهرت الدراسة ان الطريقة الطيفية المطورة لتقدير Thia.HCl  تعتمد على اقترانه مع  محلول الكاشف 4-AAP المؤزوت) في وسط مائي بوجود حامض الهيدروكلوريك و نتريت الصوديوم(  في وسط قاعدي لتكوين صبغة ذات لون اصـفر غامق ذائبة في الماء التي يقاس امتصـاصها عند الطـول   الموجي (λ_max   449 =نانومتر). وقد تم في الدراسة أتباع اسلوبين للوصول الى الظروف الفضلى المؤثرة على التفاعل اللوني وهما اسلوب المتغير الأحادي التقليدي وأسلوب كيمومتري يعتمد تصميم تجريبي بمتغيرات متعددة. تبين من خلال النتائج التي تم الحصول عليها عند الظروف الفضلى ان الخصائص التحليلية والبيانات الاحصائية لمنحي المعايرة لتقدير Thia.HCl ان الطريقة المقترحة جيدة اذ بلغت قيمة معامل الامتصاص المولاري 6742.26 لتر.مول^-1.سم^-1 وكانت دلالة ساندل تساوي (0.05) مكغم .سم^-2 واتبعت الطريقة قانون بير في مدى من التراكيز يتراوح بين (3-50) مكغم.مل^-1 مكغم من العقار مع بلوغ الانحراف القياسي النسبي للطريقة قيم أقل من 1%, بينما بلغت دقة الطريقة المعبر عنها بدلالة الخطأ النسبي بين( -1.9048-2.5397) %ولثلاث مستويات من تراكيز Thia.HCl وكان حد الكشف 0.0822 مكغم.مل^-1 وحد التقدير الكمي                        0.2739 مكغم.مل^-1. وبعد ان تم التأكد من عدم حصول تداخل عند وجود مضافات دوائية شائعة (سواغات) في الطريقة الحالية، حتى عندما تكون موجودة بكميات كبيرة، تم تطبيق الطريقة وبنجاح على المستحضرات الصيدلانية الحاوية على Thia.HCl وبالطريقين المباشرة والإضافة القياسية.

أما  الدراسة الخاصة بتطوير طريقة طيفية لتقدير عقار FA فتعتمد على أزوتة العقار كميا وبجود نتريت الصوديوم وحامض الكبريتيك ومفاعلة ملح الديازونيوم الناتج مع الكاشف 4-AAP في وسط قاعدي لتكوين صبغة برتقالية ذائبة في الماء اظهرت اقصى امتصاصية عند الطول الموجي (λ_max   469 =نانومتر) مقابل المحلول الصوري. وعند الظروف التجريبية الفضلى كان مقدار الامتصاصية المولية 3266.36 لتر.مول^-1.سم^-1ودلالة ساندل (0.1352) مكغم.سم^-2 وكانت حدود انطباق قانون بير بين (2-100) مكغم.مل^-1 من حامض الفوليك وبمعدل نسبة خطأ مئوية تراوحت بين (-2.3359-0.0595) % وانحراف قياسي نسبي أقل من 1%  وبلغ حد الكشف 0.1482 مكغم.مل^-1 وحد التقدير الكمي0.4941       مكغم.مل^-1. اظهرت الطريقة المطورة عدم وجود اي تأثير للمتداخلات المعروف اضافتها للعقارات وطبقت الطريقة بنجاح في تقدير عقار FA في بعض من مستحضراته الصيدلانية.

وتناول الفصل الثالث إمكانية استخدام مطيافية المشتقة للتقدير الاني للعقاري Thia.HCl وFA في مزيج لهما بحالتهما النقيتين وفي مستحضراتهما الصيدلانية دون استعمال كواشف لونية وباعتماد المشتقة الاولى والثانية والثالثة. كذلك يسرد الفصل الجزء العملي للطريقة والمتضمن ذكر الاجهزة والمواد المستخدمة وطرائق تحظيرها.

وأظهرت نتائج الدراسة باعتماد مشتقة طيف امتصاص المشتقة الاولى أن طريقة التقاطع الصفري مناسبة لتقدير كلا العقارين ولكن عند اطوال موجية مختلفة. اذ وجد أن قيمة الارتفاع عن خط الاساس عند التقاطع الصفري لاي من العقارين تتناسب طردياَ مع تركيز العقار الاخر، لذا استخدمت الأطوال الموجية 283.4 و266.9 نانومتر (نقاط التقاطع الصفري لحامض الفوليك) لتقدير Thia.HCl بوجود FA وبنفس الأسلوب تم اختيار الطول الموجي 309 نانومتر لتقدير FA بوجود Thia.HCl. أما عند اعتماد مشتقة طيف امتصاص المشتقة الثانية فقد تم تحديد الطولين الموجيين 274.6 و327.3 نانومتر لتقدير الثيامين لتقدير Thia.HCl وFA على التوالي. وبالنسبة للمشتقة الثالثة تم تحديد الاطوال الموجية 293.6 و262.0 نانومتر لتقدير Thia.HCl وFA على التوالي. وكان مدى الخطية لأنماط المشتقة المتبعة جميعها في تقدير عقاري Thia.HCl وFA بشكل مفرد او بصورة انية هي (1-25) مكغم. مل^-1. وقد تراوحت قيم النسبة المئوية للانحراف القياسي النسبي و الخطأ النسبي لأنماط المشتقة المتبعة كافة بين ( 0.1436-4.6992)%   و)-3.3389)%-( 2.1858)%  على التوالي  لعقار   Thia.HCl و     (0.2040-2.8523)% و (-3.1977-3.6873)% على التوالي  لعقار FA عند تقديرهما انيا في مزيج لمحاليهما القياسية , بينما كانت قيم النسبة المئوية للانحراف القياسي وللاسترجاعية عند تقدير العقارين في مستحضراتهما الصيدلانية هي ( 0.2040-3.5668)%و  ( 95.8423-104.2677)%  على التوالي  لتقدير عقار Thia.HCl و      (0.2040-3.5668)% و (96.3871-104.9093)% على التوالي  لتقدير عقار FA. ومن خلال النتائج التي تم الحصول عليها تكون طريقة ذات إمكانية جيدة لتقدير العقارين بوجود المتداخلات كمواد مضافة للعقاريين وأمكن تطبيقها بنجاح في تقدير العقارين في مستحضرات صيدلانية.

وخلصت الطالبة الى التوصيات الاتية :

• إِستعمال كواشف أُخرى غير الكاشف 4-AAP يمكن أن تدخل تفاعل إقتران من العقارينHCl وFA بعد أزوتته العقارين أو الكاشف وألإستفادة من ذلك في إيجاد طريقة طيفية جديدة.

• إِستعمال طرائق كيمومترية (chemometrics) مثل طريقة المربعات الصغرى الجزئية (Partial least squares) او طريقة الشبكة العصبية الصناعية (artificial neural network)  في التقدير ألاني للعقارين قيد الدراسة.

• إِستعمال طيف المشتقة ألاعلى رتبة (المشتقة الرابعة) في عملية التقدير الاني للعقاريين.

• إِستعمال مطيافية المشتقة للتقدير الاني لتقدير عقاقير طبية أُخرى والتوسع في استعمال هذه التقنية.

• تقدير العقاريين قيد الدراسة بطرائق طيفية أخرى.

• البحث في تقدير عقاقير طبية أُخرى بالتفاعل مع نفس الكاشف.

hemo metric – Assisted Design and Optimization of a new Spectrophotometric Method for Determination of drugs in Bulk and pharmaceutical Preparation.

The study includes the development of two new spectrophotometric methods for the determination of thiamine hydrochloride (Thia.HCl) and folic acid(FA) individually and simultaneously in their pure form and in pharmaceutical preparations. The thesis is divided into three chapters.

Chapter one

This chapter includes an overview of the UV-vis spectrophotometry and a brief on the properties of Thia.HCl, FA, and the 4-amino-antioxidant reagent (4-AAP). Moreover, a light was thrown on the general bases of diazotization reaction and its importance and application in analytical chemistry in addition to a survey on different analytical methods mentioned in the literature concerning the determination of the two drugs under study.

This chapter also includes a detailed explanation of two different approaches that have been relied upon to reach the optimum experimental conditions, namely the univariate and multivariate methods (experiment design). Also in this chapter, an idea was given about the derivative spectrophotometry that was relied upon in the simultaneous determination of the two cited drugs and the aim of the study was mentioned.

Chapter two

The chapter contains a detailed description of spectrophotometric methods based on the diazotization and coupling reactions to form a stable azo dye and its application in the felid of spectrophotometric determination of the two investigated drugs. This chapter deals with the practical part that includes a description of the chemicals and instruments used and the preparation of the solutions of the used reagents and the standards of the two drugs along with the section for the results and discussion.

The study showed that the developed spectrophotometric method for the determination of Thia.HCl depends on its coupling with the diazotized 4-AAP (prepared in the presence of hydrochloric acid and sodium nitrite) in a basic aqueous medium to yield a dark yellow water-soluble azo-dye whose absorption is measured at a wavelength (λ_max= 449 nm). Two methods were followed to attain the optimum conditions affecting the color-forming reactions, namely the traditional univariate and a chemometric multivariate based on the experimental design. It was found through the results obtained under the optimum conditions and the analytical characteristics and statistical data of calibration graphs for the determination Thia.HCl. that the proposed method is reliable, as the value of the molar absorptivity is equaled to 6742.26 L. mol^-1.cm^-1 and the Sandal’s index was equal to (0.05) μg.cm^-2.  Beer’s law is obeyed in the concentration range of (5-60) μg.mL^-1 of the drug, the recovery percent ranged between (95% -101%) and the relative standard deviation percent was less than 1%, while the values of limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were 0.0822 μg.mL^-1 and 0.2739 μg.mL^-1 respectively. After it was confirmed that the presence of common drug additives (excipients) did not interfere, even when they are present in large quantities, the method was successfully applied to pharmaceutical products containing Thia.HCl using the direct and standard addition methods.

On the other hand, the developed spectrophotometric method for the determination of FA  based on the quantitative diazotization of the drug (in the presence of sodium nitrite and sulfuric acid)  and the resulting diazonium salt was coupled with 4-AAP in basic medium. A water-soluble orange colored dye was formed which shows maximum absorption at (λ_max= 449 nm ) versus blank. Under optimum conditions, Bear’s law was applicable in the rang of FA concentration (2-100) μg.mL^-1  with a value of molar absorptivity of 3266.36 L.mol^-1.cm^-1 and the Sandal’s index was equal to (0.1352) μg.cm^-2.  The percent of recovery of the developed method was in the range of  (97-102)%  and the value of relative error percent was less than 1%, while the values of LOD and LOQ were 0.1482 μg.mL^-1 and 0.4941μg.mL^-1 respectively. The developed method showed no significant interference when common excipients are present, hence it was successfully applied to the determination of the drug FA in some of its pharmaceutical preparations.

Chapter three

This chapter deals with the possibility of using derivative spectrophotometry for the simultaneous determination of Thia.HCl and FA in their binary mixture ( i.e. a mixture of their pure forms or of their pharmaceutical preparations) without using chromogenic reagents by the application of first, second and third derivatives techniques. The chapter also includes the experimental practical part which deals with mentioning the used instruments, chemicals used and methods for their preparations.

The results of the first derivative show that the zero cross measurements carried out at different approparaite wavelengths are suitable for individual and the simultaneous determination of the studied drugs. It was found that the value of the derivative spectrum height above the baseline at the zero cross of either drug is directly proportional to the concentration of the other drug. Therefore, wavelengths 283.4 nm and 266.9 nm (the zero-cross of FA) were used for the determination of Thia.HCl in the presence of FA and in the same manner a wavelength of 309 nm (the zero-cross of Thia.HCl) was chosen to determine FA in the presence of Thia.HCl. Furthermore, when the measurements were carried out on the second derivative spectrum of the binary mixture,  the two wavelengths 274.6 nm and 327.3 nm were selected for the determination of Thia.HCl and FA respectively. For the third mode derivative, the wavelengths 293.6 nm and 262.0 were chosen to determine Thia.HCl and FA respectively.

The linearity ranges with respect to the two-drug concentrations for all derivative modes was (1-25) μg.mL^-1. The values ​​of the relative standard deviation percent (RSD%) and the relative error percent (RE%) for the results, obtained by using the three mods of derivative, ranged between (0.1436-4.6992) % and (-3.3389-2.1858) % respectively for Thia.HCl and (0.2040-2.8523) % and (-3.1977-3.6873) % respectively for FA when the two drugs were individually or simultaneously determined. Whereas, the values ​​of RSD% and RE% ranged between (0.2040-3.5668)% and (95.8423-104.2677) % respectively for the determination of Thia.HCl and (0.2040-3.5668) % and (95.1475-104.9093)% respectively for the determination of FA in their pharmaceutical preparations. The obtained results indicate the good capability of the suggested method for the determination of the two-drug in pharmaceutical preparations even in the presence of the excipients.